تلسکوپ بازتابی – جلسه هفتم
اهداف: آشنایی با نحوه اتصال آینه اصلی به بدنه و مونتاژ تلسكوپ - هم محور كردن اجزاء اپتیكی تلسكوپ - آشنایی با نحوه نصب تلسکوپ به پایه - محاسبه بزرگنمایی تلسکوپ
وسایل مورد نیاز: دو قطعه چوب دایرهای شكل از جنس MDF با ضخامت 1 تا 2 سانتیمتر- 3عدد پیج 10 سانتیمتر و مهره - 9 عدد واشر- سه تكه فنر - یك تكه مقوا - لوله پولیكا- كمربند اتصال تلسکوپ به پایه
7-1 اتصال آینه اصلی به بدنه
در این مرحله آینه اصلی، بدنه تلسكوپ، چشمی، آینه ثانویه و نگدارنده آن آماده است. نكته مهم برای اتصال آینه اصلی به بدنه تلسكوپ، قابلیت حركت آینه در جهتهای مختلف است تا بتوان بهراحتی محور آینه اصلی و آینه ثانویه را یكی كرد. برای ایجاد چنین قابلیتی ابتدا دو قطعه چوب به ضخامت 1 تا 2 سانتیمتر را به شكل دو دایره، یكی به اندازه قطر آینه و دیگری به اندازه قطر داخلی لوله میبریم، همان طور كه در جلسه قبل اشاره شد، قطر لوله تلسكوپ كمی بیشتر از قطر آینه است. بعد از آماده شدن چوبهای دایرهای شكل، مركز دو دایره را پیدا كرده و با پرگار دایرهای به اندازه 1.5 تا 2 سانتیمتر كمتر از شعاع آینه میكشیم. بر روی دایرهای كه در هر دو قطعه چوب رسم كردیم سه سوراخ با زاویه 120 درجه از هم ایجاد میكنیم، به شكلی كه اگر دو قطعه دایرهای را با مركز مشترك روی هم قرار دهیم محل ایجاد سوراخ ها بر هم منطبق شوند. سپس دهانه سوراخهایی كه روی قطعه كوچكتر ایجاد شده كمی گشاد میكنیم. سوراخ های ایجاد شده محل قرارگیری پیچ ها است و قطعه چوب كوچكتر زیر آینه قرار میگیرد.
ترتیب قرار گرفتن اجزاء نگهدارنده آینه اصلی
مطابق شكل فوق ابتدا پیچها را از داخل سوراخهای تخته كوچكتر عبور میدهیم تا انتهای پیچ ها داخل دهانه قرار گیرد و سطح تخته صاف شود. وقتی سر پیچها از طرف دیگر قطعه چوب كوچكتر بیرون آمد، برای هر پیچ یك واشر انداخته و روی هر واشر مهرهای میبندیم. برای هر پیچ یك فنر نیز اضافه میكنیم. سپس روی هر فنر واشری دیگر قرار داده و پیچ ها را از ته چوب دیگر عبور میدهیم. مجدداً برای هر پیچ یك واشر قرار میدهیم و در انتهای هر پیچ یك مهره خروسكی میبندیم تا آینه قابل تنظیم باشد. به شكل زیر دقت نمایید.
نگهدارنده آینه اصلی
حال سطح رویی چوب كوچكتر را با یك تكه مقوای دایرهای شكل به اندازه چوب میپوشانیم، دقت نمایید هنگام چسباندن مقوا به چوب هیچ ناصافی بر سطح مقوا ایجاد نشود. سپس پشت آینه را چسب آكواریوم زده و محكم به مقوا میچسبانیم. میتوان برای محكم تر شدن شیشه ابتدا روی سطح چوب یك لایه كاملاً مسطح از چسب چوب قرار داده و اجازه دهیم تا چسب خشك شود. سپس شیشه را مستقیماً با چسب، به چوب بچسبانیم. چسب آكواریم برای این كار بسیار مناسب است چون نرم است و سطح آینه را اعوجاج نمی دهد.
محل قرارگرفتن آینه بر روی نگهدارنده
در این مرحله ضخامت آینه و تخته كوچكتر را اندازه گرفته و سه قطعه فلزی با همین اندازه به شكل ] تهیه میكنیم. قرار دادن این قطعات فلزی باعث میشود آینه كاملاً به نگهدارنده محكم شود. حال دایره مقوایی (دهانه بند) را كه جلسات قبل برای پوشاندن حفره های كنار آینه آماده كرده بودیم، بر روی آینه قرار داده و سه قطعه فلزی را با زاویه 120 درجه از یكدیگر، یك لبه را بر روی آینه و لبه دیگر را انتهای تخته چوبی قرار میدهیم. سر لبهی قطعه های فلزی كه در انتهای تخته قرار میگیرند را با پیچ محكم میكنیم.
در نهایت دایره بزرگ صفحه نگدارنده را مطابق شكل زیر، با كمك بست های فلزی به بدنه متصل میكنیم. برای ساخت صفحه نگهدارنده آینه اصلی میتوان از صفحات فلزی نیز بهره برد. در مونتاژ قطعات تلسكوپ خلاقانه عمل كنید و راه كارهای جدیدی ارائه دهید.
نكته: هنگام نصب آینههای تلسكوپ بر روی بدنه دقت نمایید مجموع فاصله آینه مقعر تا آینه ثانویه و فاصله آینه ثانویه تا چشمی باید دقیقاً برابر با فاصله كانونی آینه مقعر باشد.
7-2 هم محور كردن اجزاء اپتیكی تلسكوپ
هم محور كردن تلسكوپ به این معنا است كه اجزاء اپتیكی تلسكوپ را چنان تنظیم كنیم كه نور منعكس شده از آینه مقعر توسط آینه ثانویه مستقیماً به طرف چشمی و از آنجا به چشم برسد. به عبارت دیگر اگر از مركز آینه اصلی خطی رسم كنیم كه از مركز آینه ثانویه و سپس از مركز چشمی بگذرد، صفحه آینه اصلی و صفحه چشمی باید بر این خط عمود باشند و آینه ثانویه با زاویه 45 درجه نسبت به این خط قرار گیرد.
اولین مرحله تنظیم تلسكوپ باید در محلی پر نور مانند اتاق روشن یا در حیاط انجام گیرد. دقت نمایید تلسكوپ را نباید به طرف خورشید تنظیم كرد. تیغه نگهدارنده آینه ثانویه را باید به نحوی تنظیم كنیم كه مركز این آینه مطابق با مركز آینه اصلی باشد. با قرار دادن یك مداد یا خط كش در امتداد محور چشمی میتوان دریافت كه این امتداد دقیقاً از وسط آینه ثانویه عبور میكند یا نه، به این طریق آینه را تنظیم میكنیم. حال اگر از فاصله 20 سانتیمتری از داخل سوراخ محل چشمی به آینه ثانویه نگاه كنیم، میتوانیم از تنظیم بودن آن مطمئن شویم. به این ترتیب كه چنانچه از سوراخ محل چشمی به آینه ثانویه نگاه كنیم، سه تصویر مشاهده خواهیم کرد. شكل اول، تصویر آینه مقعر در آینه ثانویه است. شكل دوم تصویر آینه ثانویه در آینه مقعر است و شكل سوم تصویر چشم ما در آینه مقعر است.
در تصویر شماره 1 تلسكوپ تنظیم است اما در دو شكل دیگر تنظیم نیست
چنانچه تلسكوپ كاملاٌ تنظیم و هم محور باشد، 1- تصویر تمام آینه مقعر را خواهیم دید. 2- تصویر تیغههای نگهدارنده آینه ثانویه را به صورت عمود بر هم و كامل خواهیم دید. 3- تصویر آینه ثانویه را دقیقاً در وسط آینه اصلی خواهیم دید. مانند تصویر بالا، شكل شماره 1. در غیر این صورت، با پیچهای تنظیم آینه اصلی و تكان دادن آینه ثانویه، تصاویر را به صورتی كه گفته شد درمیآوریم.
به این ترتیب تلسكوپ هم محور میشود و میتوانیم چشمی را مطابق توضیحات درس قبل در محل ایجاد شده بر بدنه نصب كنیم. چشمی باید كاملاً عمود بر بدنه تلسكوپ قرار گیرد. حتی اندكی كج بودن آن، از كیفیت تصویر میكاهد. در پایان این مرحله، تلسكوپ آماده است.
7-3 جوینده یا منظریاب
وقتی با تلسكوپ به آسمان مینگیرم، فقط پنجره كوچكی رو به چشمان ما است. به همین دلیل جستجوی اجرام مختلف از درون چشمی تلسكوپ دشوار و وقتگیر است. بنابراین بر روی تلسكوپ ابزاری به نام جوینده یا منظریاب نصب میشود تا بزرگنمایی بسیار كمتر و میدان دید وسیعتری داشته باشیم. این ابزار معمولاً بر روی بدنه تلسكوپ و دقیقاً به موازات لوله تلسكوپ قرار دارد.
تصویر جوینده یا منظریاب
میتوان منظریاب تلسكوپ را بصورت آماده تهیه كرد ولی ساخت جوینده برای تلسكوپی با قطر آینه 14سانتیمتر بسیار ساده است. برای این كار به یك عدسی چشمی، عدسی شیئی و چند تكه لوله پولیكا نیاز است. قطرعدسی جویندهها، متفاوت است و بستگی به قطر آینه تلسكوپ دارد. معمولاً برای تلسكوپهای كوچك از جویندههایی با قطر دهانه 25 میلی متر استفاده میشود، تا تصویری روشنتر و واضحتر نشان دهند. برای تلسكوپ های متوسط و بزرگ جوینده های 50 میلیمتری متداول ترند. برای تلسكوپی با قطر آینه 14 سانتیمتر، جوینده 30×6 یعنی جویندهای با قطر دهانه 30 میلیمتر و بزرگنمایی 6 برابر مناسب است. بنابراین به یك عدسی شیئی با قطر 30 میلیمتر و یك عدسی چشمی با فاصله كانونی 1تا 2 سانتی متر نیاز داریم.
عدسیها را می توان از كارگاه های عدسی تراشی یا فروشگاههای لوازم اپتیك تهیه نمایید. دقت نمایید عدسی ها باید شیشه ای باشند.
در درس اول آموختیم كه با قرار دادن دو عدسی چشمی و شیئی در فاصله معینی از یکدیگر، تصویری بزرگتر از جسمی كه میبینیم، به دست خواهد آمد، مانند تلسكوپهای شكستی. جویندهها نیز عملكردی مشابه تلسكوپ شكستی دارند، با این تفاوت كه عدسیهای تشكیل دهنده جوینده بسیار كوچكتراند، در نتیجه بزرگنمایی كمتری نسبت به تلسكوپهای شكستی دارند.
بعد از تهیه عدسیها، به چند تكه لوله پولیكا نیاز داریم. برای تهیه لوله پولیكا بهتر است عدسیها را نیز همراه خود ببرید تا قطر لوله را متناسب با قطر عدسیها تهیه نمایید. ابتدا به یك تبدیل برای نگه داشتن عدسی چشمی نیاز داریم كه بهتر است قطر آن را كمی كوچكتر از قطر عدسی شیئی در نظر بگیریم. یك لوله به طول كمی بیشتر ازفاصله كانونی عدسی شیئی و قطر متناسب با تبدیل تهیه شود، به نحوی كه قسمت باریك تر تبدیل شیئی داخل لوله شود. یك تبدیل كوچكتر برای نگه داشتن عدسی چشمی. یك تكه لوله نازك به قطر كمی بیشتر از عدسی چشمی و طول حدود 5 سانتیمتر و یك واشر نرم به اندازه كمی بزرگتر از قطر عدسی چشمی. به تصویر زیر توجه نمایید.
لوله پولیكا و تبدیل برای تهیه جوینده
بعد از آماده شدن وسایل مورد نیاز، بخش ابتدا و انتهای لوله اصلی را چك میكنیم تا در صورت ناصاف بودن، آن را تصحیح كنیم. عدسی شیئی را قبل از نصب تمیز كرده و در قسمت بزرگتر تبدیل شیئی قرار میدهیم، سپس یك طرف لوله اصلی را گرم میكنیم و سر كوچكتر تبدیل شیئی را داخل آن قرار میدهیم. با این كار لوله اصلی كمی باز میشود و سر كوچكتر تبدیل را نگه میدارد.
حال واشر نرم را اطراف عدسی چشمی قرار میدهیم، عدسی و واشر را داخل لوله نازك 5 سانتیمتری مطابق شكل، ثابت میكنیم .
ثابت كردن عدسی چشمی به همراه واشر
دقت نمایید فاصله عدسی چشمی تا دهانه لوله حدود یك سانتیمتر باشد. سپس این مجموعه را داخل سر كوچكتر تبدیل چشمی محكم میكنیم. در نهایت سر بزرگتر تبدیل چشمی را به لوله اصلی ثابت میكنیم.
فاصله عدسی چشمی تا دهانه لوله
نكته: دقت نمایید فاصله قرار گرفتن دو عدسی از یكدیگر برابر با مجموع فاصله كانونی دو عدسی است.
نحوه اتصال تبدیل چشمی به لوله اصلی
برای بالابردن دقت عمل جوینده، میتوان دو تكه سیم بسیار نازك دو دهم میلیمتری را بهصورت ضربدر در محل كانونی عدسی چشمی قرار دهیم. نقطه تلاقی سیمها باید دقیقاً در مركز عدسی چشمی قرار گیرد. با این كار میتوان هنگام رصد، جسم مورد نظر را دقیقاً در مركز جوینده قرار داد.
كافی است برای اتصال جوینده به تلسكوپ، از دو تكه لوله پولیكای هم اندازه با ارتفاع برابر به عنوان پایهی جوینده استفاده كنیم. پایهها را به كمك چسب پولیكا به بدنه و جوینده محكم میكنیم. دقت نمایید جوینده باید دقیقاً به موازات لوله تلسكوپ نصب شود. همچنین برای رصد بهتر، جوینده را نزدیك چشمی نصب میكنیم.
اتصال جوینده به بدنه تلسكوپ
این اتصال میتواند به روشهای دیگر صورت گیرد به عنوان مثال با استفاده از یك پایهی پهن و یا حلقههای اتصال جوینده به تلسكوپ، كه به دور جوینده محكم شده و در نهایت به بدنه متصل میشود.
حلقههای اتصال جوینده به تلسكوپ
7-4 نصب تلسکوپ به پایه
همانطور که در درس اول اشاره شد، پایه یکی از مهمترین قسمتهای یک تلسکوپ است. هر تلسكوپ باید بر روی وسیلهای قرار گیرد تا بتوان به راحتی آن را به جهات مختلف آسمان نشانه رفت. به دو روش میتوان برای تلسکوپ بازتابی که ساختهایم پایه تهیه کرد. ساده ترن راه این است که با کمک حلقههای اتصال یا Ring، تلسکوپ را بر روی یک سه پایه آماده مانند سه پایه دوربینهای عکاسی متصل کنیم. حلقههای اتصال تلسکوپ به پایه یا مقر در اندازههای مختلف تولید میشود. برای تلسکوپ ساخته شده، حلقهای مناسب است که بعد از بسته شدن پیچهای آن کاملاً به بدنه بچسبد و حرکت نداشته باشد.
حلقه اتصال تلسکوپ به پایه
انتخاب پایه بستگی به وزن تلسکوپ دارد. هرچه تلسکوپ سنگینتر باشد، نیاز به پایه قویتری داریم تا هنگام رصد كردن تلسكوپ نلرزد. برای تعیین محل دقیق اتصال کمربند به بدنه تلسکوپ، طول بدنه را اندازه گرفته و عدد را تقسیم بر 2 میکنیم تا خط وسط بدنه مشخص شود. حال کمربند را در نمیه انتهایی بدنه مانند شکل زیر محکم میکنیم. در نهایت تلسکوپ را به سه پایه نصب میکنیم.
تعیین خط وسط بدنه و نصب حلقه
روش دیگر ساخت یک پایه دابسونی برای تلسکوپی است که ساختهایم. اگر تصمیم دارید برای تلسکوپ خود پایه دابسونی تهیه نمایید. به فایل موجود در بخش منابع مطالعه مراجعه نمایید.
تکلیف1: از مراحل ساخت نگهدارنده آینه اصلی خود تصویر برداری كرده و برای ما ارسال نمایید.
تکلیف2: با توجه به توضیحات و فرمول های آمده در دروس قبل، بزرگنمایی تلسكوپ خود را محاسبه كرده و نتیجه را برای ما ارسال نمایید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: _________________________
منابع مطالعه : برای اصلاع بیشتر در زمینه نحوه ساخت پایه دابسونی و انواع پایه تلسکوپ به منابع زیر مراجعه نمایید.
_ فایل موجود نحوه ساخت پایه دابسونی تلسکوپ، را آموزش میدهد. دانلود
_ برای اطلاع بیشتر در زمینه انواع پایه تلسکوپ و خرید آن به سایت آسمان شب مراجعه نمایید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه: الهام گارسچی - تنظیم: داودی